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摘要：随着人们环保意识的提高，污水处理日益受到人们的重视，因此，提高污水处理的质量已经成为当前社会经济发展过程中的一个重要任务。由于以往采用的污水处理装置，已经很难在处理容量和效率上赶上日益增加的污水排放规模，对传统的治污设备进行升级改造，实现其通用化和自动化势在必行。在这方面，可编程控制器有着无可比拟的优势。
关键词：PLC；污水处理；工艺流程
中图分类号： R123 文献标识码： A
在污水处理系统中，电气控制具有十分关键作用。我们对电气控制的要求有：对于所控制的量可以实现实时检测以及控制，可以完成日常管理的信息化管理，实现PLC现场集中控制，在恶劣的环境下能够稳定、可靠地持续运行，以及系统远程监控，以实现污水处理全过程的自动化控制。在污水处理系统中，我们要使经过处理的污水能够达到国家相关标准，以确保工艺的正常进行。
1、对传统的污水控制系统进行改造，提高污水处理综合水平
当前，我国大多数的污水处理系统是由多个现地控制单元LCU（Local Control Unit）组成的，即将控制室设置在每一个污水处理车间，然后在控制室里设计相应的控制箱，实现对控制电机的启闭。将现地控制箱安设在机组现地是为了把系统的二次信号传输到控制室进行显示，并加以二次保护。信号的传输是通过复杂的屏蔽信号线缆完成的。但是，这种控制系统存在很多弊端，如占地面积过大，不能实现集中控制等，因此造成了资源的浪费，另外，由于这种系统采用的是机械手动控制，难以实现现代生产线对自动化的要求，显得较为落后。因此，有必要对传统的污水控制系统进行改革，现场总线控制系统是各种待选改革系统较好的一种，通过现场总线可以实现污水处理控制信号的分散控制转变为集中控制，这就大大节约了人力、物力和财力，同时污水处理控制系统的自动化水平和综合处理水平也得到了提高，因此，这种控制系统在现代工业污水处理领域有着较为广泛的应用。
2、对工业污水处理流程进行设计，实现污水处理的现代化
污水处理的一般原则是：改革工艺，减少污染，回收利用，综合防治，技术先进，经济合理等，因此在流程选择时应注重整体最优，而不只是追求某一环节的最优。当前，绝大部分的企业在进行污水处理时，都设计了格栅间拦截、沉砂池沉淀、反应池降解、消毒池消毒等环节，如图1所示。
图1
从上图我们可以看到，污水处理工艺的流程大致是这样的：第一，污水首先通过进水管道进入粗格栅间，从而将可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物去除掉，保证了后续处理设施能正常运行；第二，被去除了大悬浮物的污水流经进水泵房，被加压后流入细格栅间；第三，污水中的较小颗粒在细格栅间内被去除后进入旋流沉砂池（当然，也可以采用传统的沉砂池，如平流沉砂池和曝气沉砂池）后，污水中粒径小于0.2mm，密度小于2.65t/m的砂粒得以去除，从而保护了管道、阀门等设施的磨损和阻塞；第四，经过三次过滤的污水进入SBR（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，即序列间歇式活性污泥法，又称序批式活性污泥法）反应池内，通过微生物实现污水的清污功能；第五，清污后的水体进入滗水器（滗水器是SBR的必配机械装置），使SBR池能连续进行污水处理；第六，从滗水器流出的水体经过消毒池消毒处理后，直接排入江河，这流程的最后一个环节。当然，在污水处理过程中，还会出现大量的污泥，这需要通过另外的流程处理（见图1），实现污泥的循环利用。
3、对污水处理控制系统的网络结构及控制方式的进行设计，实现污水处理的自动化
3.1、污水处理系统的网络结构设计
污水处理厂的网络结构的设计是在现代先进的控制思想基础上，按照分散控制、集中管理的控制原理，采用西门子公司的PLC为核心的控制系统，实现了系统的低成本性、易维护性、灵活性、可靠性、开放性和远期可扩展性的思想。本系统在分布式结构的基础上，对设备控制分作三级，即中央控制级、就地控制级和基本控制级，中央控制级由上位机承担，就地控制级由控制主站承担，而基本控制级则由控制子站承担。控制子站通过过程现场总线（PROFIBUS）或采用ET200加接口模块与两个主站相连；控制主站采用S7-400加以太网通讯模块，与上位机工作站之间通过交换机相连，组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为TCP/IP)。
3.2、污水处理系统的控制方式
就地设备控制箱手动控制、自动控制和远程PLC控制站操作终端控制是本文进行控制系统设置时采用的三种模式。前者是所有控制模式的主导，其余二者次第排列。现场的各类信号（包括各种开关信号和模拟信号）均通过PLC显示在上位机上。现场各监控点的物理参数，均通过PROFIBUS总线与PLC主站相连，PLC通过PROFIBUS总线采样各个模拟量、数字量信号；控制信号同样由PLC输出，以PROFIBUS总线送到各控制站，控制从站通过各种模块来控制执行机构的动作。
4、污水处理厂的控制方法
4.1、提升泵站车PROFIBUS总线模块
该模块采集了废水提升泵、污水提升泵、生活水提升泵、格栅等电机信号和仪表提供的废水池、污水池及生活水池的液位、温度以及流量等模拟量信号，控制系统根据水池不同的液位、温度、流量自动控制各个泵的启动和停止来满足工艺的要求，同时也跟下游设备进行联锁，达到完全自动化。
4.2、除砂池与过滤车间PROFIBUS总线模块
该模块采集了水泵、离心过滤器（亦称旋流式水砂分离器）、罗茨风机、螺旋砂水分离器、回转式格栅清污机、过滤机、搅拌机、刮泥机等电机信号，由控制系统把提升泵站车间提供的废水、污水或生活水进行自动除砂处理，然后输送到过滤车间，进行刮泥、过滤处理，然后再输送至下一个设备。
4.3、廢水回收及泥浆泵房车间现场PROFIBUS总线模块
该模块采集了本车间水泵、排污泵等电机信号，以及仪表提供的污水水池、过滤吸水池和回水池的液位、流量以及总管压力等模拟量信号，控制系统可以根据水池不同的液位、流量、压力自动控制各个泵的启动和停止来满足氧化铝厂各车间供水的需要，完全可以满足工艺要求。
5、实例分析
比如，在污水处理中的中和池系统中，污水酸碱中和系统，把污水中的酸碱中和过程设定成为一个监控环境，在关键地方装设酸碱测量计在A/D装换器中输入在规定范围内的标准信号，转换成为数字信号，做出运算，再将信号装入到上位机中，再根据实际情况，控制加酸加碱量，让酸碱达到平衡。这里面的流程图可以对现场4个数据进行监控，监控点放在合适的位置，可以时刻的显示数据。还可以在监视画面的旁边，在菜单中设置五个功能按钮，如报警报表、报警消音、最新报警、酸碱趋势图以及流量趋势图。通过这几个按钮我们时刻的了解到中和池里面的情况，让我们只在监控室里就能够全面的了解现场信息，减轻了工人的工作量
结语
PLC在污水处理中运用具有见效快、工作人员少、维护方便等优点，节约了大量治污成本，使工艺流程从手控操作实现了自动化。随着低碳环保行业的方兴未艾，促使了越来越多的污水处理厂采用可编程控制器PLC等自动化手段，来降低污水处理过程中的能耗和提高污水处理效率。
参考文献：
[1]彭强.浅析PLC控制系统软件设计[J].商场现代化，2010（3）.
[2]张志学，肖志怀，李朝辉.PROFIBUS总线技术介绍[J].电站系统工程，2001（9）.
[3]曾育新.太阳纸业100t/d漂白浆及碱回收工程控制系统[J].中国造纸，2011，（05）
关键词：PLC；污水处理；工艺流程
中图分类号： R123 文献标识码： A
在污水处理系统中，电气控制具有十分关键作用。我们对电气控制的要求有：对于所控制的量可以实现实时检测以及控制，可以完成日常管理的信息化管理，实现PLC现场集中控制，在恶劣的环境下能够稳定、可靠地持续运行，以及系统远程监控，以实现污水处理全过程的自动化控制。在污水处理系统中，我们要使经过处理的污水能够达到国家相关标准，以确保工艺的正常进行。
1、对传统的污水控制系统进行改造，提高污水处理综合水平
当前，我国大多数的污水处理系统是由多个现地控制单元LCU（Local Control Unit）组成的，即将控制室设置在每一个污水处理车间，然后在控制室里设计相应的控制箱，实现对控制电机的启闭。将现地控制箱安设在机组现地是为了把系统的二次信号传输到控制室进行显示，并加以二次保护。信号的传输是通过复杂的屏蔽信号线缆完成的。但是，这种控制系统存在很多弊端，如占地面积过大，不能实现集中控制等，因此造成了资源的浪费，另外，由于这种系统采用的是机械手动控制，难以实现现代生产线对自动化的要求，显得较为落后。因此，有必要对传统的污水控制系统进行改革，现场总线控制系统是各种待选改革系统较好的一种，通过现场总线可以实现污水处理控制信号的分散控制转变为集中控制，这就大大节约了人力、物力和财力，同时污水处理控制系统的自动化水平和综合处理水平也得到了提高，因此，这种控制系统在现代工业污水处理领域有着较为广泛的应用。
2、对工业污水处理流程进行设计，实现污水处理的现代化
污水处理的一般原则是：改革工艺，减少污染，回收利用，综合防治，技术先进，经济合理等，因此在流程选择时应注重整体最优，而不只是追求某一环节的最优。当前，绝大部分的企业在进行污水处理时，都设计了格栅间拦截、沉砂池沉淀、反应池降解、消毒池消毒等环节，如图1所示。
图1
从上图我们可以看到，污水处理工艺的流程大致是这样的：第一，污水首先通过进水管道进入粗格栅间，从而将可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物去除掉，保证了后续处理设施能正常运行；第二，被去除了大悬浮物的污水流经进水泵房，被加压后流入细格栅间；第三，污水中的较小颗粒在细格栅间内被去除后进入旋流沉砂池（当然，也可以采用传统的沉砂池，如平流沉砂池和曝气沉砂池）后，污水中粒径小于0.2mm，密度小于2.65t/m的砂粒得以去除，从而保护了管道、阀门等设施的磨损和阻塞；第四，经过三次过滤的污水进入SBR（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，即序列间歇式活性污泥法，又称序批式活性污泥法）反应池内，通过微生物实现污水的清污功能；第五，清污后的水体进入滗水器（滗水器是SBR的必配机械装置），使SBR池能连续进行污水处理；第六，从滗水器流出的水体经过消毒池消毒处理后，直接排入江河，这流程的最后一个环节。当然，在污水处理过程中，还会出现大量的污泥，这需要通过另外的流程处理（见图1），实现污泥的循环利用。
3、对污水处理控制系统的网络结构及控制方式的进行设计，实现污水处理的自动化
3.1、污水处理系统的网络结构设计
污水处理厂的网络结构的设计是在现代先进的控制思想基础上，按照分散控制、集中管理的控制原理，采用西门子公司的PLC为核心的控制系统，实现了系统的低成本性、易维护性、灵活性、可靠性、开放性和远期可扩展性的思想。本系统在分布式结构的基础上，对设备控制分作三级，即中央控制级、就地控制级和基本控制级，中央控制级由上位机承担，就地控制级由控制主站承担，而基本控制级则由控制子站承担。控制子站通过过程现场总线（PROFIBUS）或采用ET200加接口模块与两个主站相连；控制主站采用S7-400加以太网通讯模块，与上位机工作站之间通过交换机相连，组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为TCP/IP)。
3.2、污水处理系统的控制方式
就地设备控制箱手动控制、自动控制和远程PLC控制站操作终端控制是本文进行控制系统设置时采用的三种模式。前者是所有控制模式的主导，其余二者次第排列。现场的各类信号（包括各种开关信号和模拟信号）均通过PLC显示在上位机上。现场各监控点的物理参数，均通过PROFIBUS总线与PLC主站相连，PLC通过PROFIBUS总线采样各个模拟量、数字量信号；控制信号同样由PLC输出，以PROFIBUS总线送到各控制站，控制从站通过各种模块来控制执行机构的动作。
4、污水处理厂的控制方法
4.1、提升泵站车PROFIBUS总线模块
该模块采集了废水提升泵、污水提升泵、生活水提升泵、格栅等电机信号和仪表提供的废水池、污水池及生活水池的液位、温度以及流量等模拟量信号，控制系统根据水池不同的液位、温度、流量自动控制各个泵的启动和停止来满足工艺的要求，同时也跟下游设备进行联锁，达到完全自动化。
4.2、除砂池与过滤车间PROFIBUS总线模块
该模块采集了水泵、离心过滤器（亦称旋流式水砂分离器）、罗茨风机、螺旋砂水分离器、回转式格栅清污机、过滤机、搅拌机、刮泥机等电机信号，由控制系统把提升泵站车间提供的废水、污水或生活水进行自动除砂处理，然后输送到过滤车间，进行刮泥、过滤处理，然后再输送至下一个设备。
4.3、廢水回收及泥浆泵房车间现场PROFIBUS总线模块
该模块采集了本车间水泵、排污泵等电机信号，以及仪表提供的污水水池、过滤吸水池和回水池的液位、流量以及总管压力等模拟量信号，控制系统可以根据水池不同的液位、流量、压力自动控制各个泵的启动和停止来满足氧化铝厂各车间供水的需要，完全可以满足工艺要求。
5、实例分析
比如，在污水处理中的中和池系统中，污水酸碱中和系统，把污水中的酸碱中和过程设定成为一个监控环境，在关键地方装设酸碱测量计在A/D装换器中输入在规定范围内的标准信号，转换成为数字信号，做出运算，再将信号装入到上位机中，再根据实际情况，控制加酸加碱量，让酸碱达到平衡。这里面的流程图可以对现场4个数据进行监控，监控点放在合适的位置，可以时刻的显示数据。还可以在监视画面的旁边，在菜单中设置五个功能按钮，如报警报表、报警消音、最新报警、酸碱趋势图以及流量趋势图。通过这几个按钮我们时刻的了解到中和池里面的情况，让我们只在监控室里就能够全面的了解现场信息，减轻了工人的工作量
结语
PLC在污水处理中运用具有见效快、工作人员少、维护方便等优点，节约了大量治污成本，使工艺流程从手控操作实现了自动化。随着低碳环保行业的方兴未艾，促使了越来越多的污水处理厂采用可编程控制器PLC等自动化手段，来降低污水处理过程中的能耗和提高污水处理效率。
参考文献：
[1]彭强.浅析PLC控制系统软件设计[J].商场现代化，2010（3）.
[2]张志学，肖志怀，李朝辉.PROFIBUS总线技术介绍[J].电站系统工程，2001（9）.
[3]曾育新.太阳纸业100t/d漂白浆及碱回收工程控制系统[J].中国造纸，2011，（05）